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车联网服务崛起——从车用语音测试看IVI验证趋势

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随着物联网兴起,造成汽车产业革新,改变了以往汽车工业生态,形成新的「车联网」产业链及应用创新趋势。根据中国产业发展研究网报告,2018年全球车联网终端可达到6695万套,其中中国的车联网终端,也从2013年的不到100万套,将于2018年增长至1000万套,成长近10倍;报告数据也指出,「手机-车机」模式的车联网终端占比,从2013 年的19%上升至2018 年的近50%,更显见「手机-车机」的模式,在车联网中拥有重要的一席之地。
事实上,车联网不但可以提升行车安全,也让现实交通运行更有效率。车联网运作概念可从「V2X (Vehicle-to-Everything)」谈起,从通讯对象再分成:车对车通讯(Vehicle toVehicle,V2V)、车对基础设施通讯(Vehicle to Infrastructure, V2I)、车对人通讯(Vehicle toPeople,V2P)、车对网络(Vehicle to Network, V2N)。在V2X概念下,车子就像是一部大的行动智能装置,能够对外链接到网络,进行导航、行车记录、车况监控甚至是无人驾驶等应用,进而达到「安全」、「便捷」与「舒适」三大要求。
在车联网终端的应用中,信息娱乐系统(In-VehicleInfotainment system,IVI system)可说是最关键、市场也最大的应用。信息娱乐系统需与更多的智能手机、装置相连,除了车机自身内建功能之外,越来越依赖透过像是「Apple CarPlay」、「Android Auto」、「MirrorLink」或微软的「SYNC AppLink」等类似技术来串接。因此,信息娱乐系统的操作系统,俨然已成为汽车的另一个驾驶装置,让驾驶与乘客能够掌控汽车中各种信息与数据传输。
汽车已不再只是单纯交通工具,车内使用情境的变化,让有线、无线甚至是语音技术的应用越来越多元,车机制造商也面临了更多挑战。车联网日益壮大的市场,物联网的兴起,我们已可预见语音控制不但是最重要,也是未来最主要的人车互动模式;因此,我们可以透过了解车用语音测试,一窥未来车机市场的发展趋势。
车用语音测试主流── ITU-T 车用免持语音标准
ITU-T车用免持语音标准是由国际电信联盟(InternationalTelecommunication Union, ITU)参考了现实生活的车内使用情境后,订定了「ITU-T P.1100」及「ITU-T P.1110」这两项标准。P系列标准为有关电话传输质量、电话安装、本地线路网络(Local LineNetworks)等等,而ITU-T P.1100 及 P.1110 这两者的差异点是在频率范围。P.1100是为了窄频车内免持通话而设计,P.1110则是宽带车内免持通话的标准规范。
1.png
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ITU-T P.1100 与P.1110规范所制定的检测要点,测试原则大同小异。百佳泰参考ITU-T相关规范,并与车机开发商依实际需求讨论之后,针对车内免持通话所需质量,订定出九大测试项目,来作为IVI产品开发过程中,语音操作的建议必要验证内容。
1.       Delay
双方通话时,通话的延迟时间必须在规定的范围内。如果不在规定范围内,在通话上会出现时间差,数值越大,使用者感受越明显。
2.        LoudnessRatings
主要是在确保发送/接收端的声音不会忽大忽小,进而影响通话的声音质量。如果超出检测值范围则视为测试失败。这边以免持听筒模式的车机为例,要求检测值范围如下:
发送端响度检测值(Sending Loudness Rating):9dB~17dB
接收端响度检测值(Receive Loudness Rating):-2dB~6dB
3.        SensitivityFrequency Response
双方通话时,在通话的频率范围内、不同的频率下,声音的变化量是否会影响通话质量。
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图说:绿线为实际测试结果,测出的曲线需落在上下限之内才算通过。
4.        SpeechQuality During Single Talk
透过测试评定语音通话时,声音的质量不会受到噪音、通讯不稳等环境因素,或是待测物的影响。此评定是根据TOSQA(TelecommunicationsObjective Speech Quality Assessment) 方式演算,演算后会得到1~5之间的分数,此项目分数越高,也代表声音质量越好。
5.        IdleChannel Noise
在双方都未出声音的状态下,评估接收及发送端所产生的噪音。理论上,双方通话时不应该有额外的噪音产生,而测出的噪音曲线不得超过上限。
6.        Out-of-bandsignals
在NB(Narrow-band)要求的通话频段与WB (Wide-band)要求的通话频段间,测量发送端及接收端的频外讯号在in-band level大小。简单来讲,此测试是要检测当车机收到非通话频段的声音时,是否能够区分出哪些是通话频段,哪些不属于通话频段的声音。
7.        EchoPerformance Without Background Noise
测量在没有背景噪音的状况下,回音的抑制能力。回音越小,代表通话质量越好。
8.        DoubleTalk Performance
测量双方在同时通话时,彼此声音互相干扰的状况。因为收话端跟发话端都使用同一个频道波段,所以容易互相干扰。测试结果分成五个等级,分别是 1、2a、2b、2c、3(请参考下图)。
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9.        BackgroundNoise Transmission
此项目主要是测量不同背景噪音状况下,实际通话声音质量及抑噪能力。这项测试会模拟车子在实际行驶时,所产生的噪音对通话音质造成的影响。在测试开始前,会先录制背景噪音,而背景噪音会依据车辆静止怠速、时速80公里以下、时速130公里以下等几种方式来录制。
以上这九大项目的测试,是以实际通话的声音质量来设计。像是双方通话的延迟时间、声音质量是否忽大忽小、收讯不好时的通话质量、不同通话频率会不会造成声音变化;甚至是没有杂音下的回音抑制能力,或者不同背景噪音的抑噪能力等等。
除了车载免提音频测试之外,许多车机透过USB来与手机串接,因此有线连接的测试也相当重要。在USB的效能表现上,测试门坎较高,一般厂商较难自我验证,百佳泰为USB-IF所认可的测试实验室,可协助厂商执行USB SignalIntegrity(USB SI)测试并取得相关认证。
车载应用多元化 装置互操作性测试成重点
行动装置与车机之间的互操作性,是很重要的一环。事实上,现今支持串接的智能装置爆炸性成长,包含了智能型手机、平板,甚至是智能型手表,装置间的互操作性已是所有车机都会面临的难题。
百佳泰现为全球最大的互操作性测试实验室,依据多年测试经验,我们归纳了车载装置的三种互操作性测试重点:连接性、实时通讯软件操作及用户情境。
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一般而言,车载装置常见的连接技术,像是Bluetooth、USB、Wi-Fi等等,虽然已有标准认证的机制,但实际应用上会有互操作性问题产生;所以可以透过不同装置间的连接性测试,来确保运作质量。此外,一些实时通讯软件像是Wechat、Whatsapp、LINE等等,都具备VoIP通话的功能,在不同手机连接到车机的过程中,也会有无法使用的可能。使用者情境测试则模拟了现实生活中真实使用情况,像是拿手机下车后又回到车上;或者是听音乐听到一半电话进来等等,来确认不会有使用上的问题。
车联网的庞大商机,车载装置的市场已不容小觑。标准认证领域,例如Wi-Fi、USB、Bluetooth、DLNA、MirrorLink以及MHL等等,仅是一个基础技术门坎,如何找到一个验证方式或单位,提供最完善的测试环境以确保装置能与其他品牌的软、硬设备协同运作,绝对是未来车载系统的重要课题。


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